Robotik in der Fertigung: Effizienz & Innovation steigern

Da Industrieroboter schneller, intelligenter und günstiger werden, integrieren immer mehr Unternehmen diese Technologie in Verbindung mit ihrer Belegschaft. Das bedeutet nicht, dass Roboter Menschen ersetzen. Zwar ist es wahr, dass einige der unerwünschteren Jobs von Maschinen übernommen werden, doch dieser Trend hat mehrere positive Ergebnisse für die Fertigungsindustrie.

Hier ist ein kurzer Überblick, wie Robotik in der Fertigung die Branchenlandschaft verändert, indem sie Produktivität und Präzision steigert und Mitarbeiter vor unsicheren Arbeitsumgebungen schützt.

Schnellzugriff: 

• Überblick Robotik in der Fertigung
• Branchen mit robotischer Automatisierung
• Geld sparen mit Fertigungsrobotern
• Robotik als wettbewerbsfähige Geschäftslösung
• Jobwachstumschancen in der Robotik
• Ihr Business fit für robotische Fertigung machen

Überblick Robotik in der Fertigung

Das Wort "Roboter" kommt vom tschechischen "robotnik", was "sklavisch arbeiten" bedeutet. Fabriken begannen in den frühen 1960ern, diese Maschinen für gefährliche oder monotone Aufgaben einzusetzen, die Menschen nicht tun wollten. Doch sie taten mehr als unerwünschte Fabrikjobs zu füllen; sie erledigten die Arbeit mit beispielloser Geschwindigkeit und Präzision. Heute führen Roboter alle Arten von Aufgaben aus und können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden, wie:

• Bewegungsart
• Anwendung
• Architektur
• Marke
• Kollaborationsfähigkeit

Da Arbeitskosten steigen und der Wettbewerb um Niedriglohnstandorte im Ausland zunimmt, nutzen immer mehr Hersteller Robotertechnologien. Tatsächlich finden sich 90 % aller modernen Roboter in Fabriken.

Roboter-Typen 

Es gibt sechs Haupttypen von Robotik für verschiedene Aufgaben:

Gelenkarmroboter (Articulated)

Gelenkarmroboter haben Drehgelenke, die volle Bewegungsfreiheit ermöglichen. Dies erlaubt sehr präzise, kontrollierte Bewegungen mit verbesserter Flexibilität und Geschicklichkeit.

Portalroboter (Cartesian)

Auch als geradlinige oder Gantry-Roboter bekannt, haben Portalroboter drei lineare Gelenke, die in verschiedenen Achsen (X, Y, Z) bewegen. Diese einzigartige, starre Struktur ermöglicht einfache Bewegungen mit hoher Präzision und Wiederholgenauigkeit. Da sie keine ausgedehnten Bewegungen benötigen, sind sie einige der günstigsten Industrieroboter. Diese Vorteile machen Portalroboter ideal für Montagelinien-Anwendungen, wie Flaschen aufnehmen und bewegen.

Zylindroboter (Cylindrical)

Wie der Name andeutet, haben Zylindroboter einen zylindrischen Arbeitsbereich. Sie verfügen über einen Roboterarm, der über ein einzelnes Gelenk mit der Basis verbunden ist, mit einem weiteren linearen Gelenk, das die Armsegmente verbindet. Diese Maschinen haben einen einzelnen Roboterarm, der auf, ab und um einen zylindrischen Pol bewegt. Wie Portal-Robotik werden zylindrische Roboter häufig für Montageoperationen, Handling und Punktschweißen eingesetzt, können aber aufgrund ihrer Fähigkeit, schneller zwischen erforderlichen Punkten zu bewegen, vorzuziehen sein.

Kugelroboter (Spherical)

Einige der ersten je in Fabriken eingesetzten Industrieroboter, sind Kugelroboter eine komplexere Variante von Portal- und Zylindrobotern. Sie können Aufgaben ausführen, die Bewegung im dreidimensionalen Raum erfordern, dank eines Roboterarms, der über ein Drehgelenk mit der Basis verbunden ist, was dem Mechanismus einen kugelförmigen Arbeitsbereich gibt.

SCARA-Roboter (Selective Compliance Assembly Robot Arm)

SCARA-Roboter haben Arme, die menschlichen Handgelenken ähneln mit Gelenken, die sowohl vertikale als auch horizontale Bewegung ermöglichen. Der "handgelenk"-ähnliche Anhang hat begrenzte Bewegung, was ihn ideal für Montagearbeiten macht, wie Pick-and-Place, Kitting, Verpackung und andere Materialhandling-Anwendungen.

Delta-Roboter

Aus gelenkigen Parallelogrammen, die mit einer einzelnen Basis verbunden sind, gebaut, haben Delta-Roboter ein spinnenartiges Erscheinungsbild für feine, präzise Bewegungen, nützlich in Lebensmittel-, Pharma- und Elektronikindustrie. Sie können hochrepetitive Aufgaben wie Kleinteilemontage schnell und präzise jedes Mal ausführen. Da solche repetitiven Bewegungen über lange Zeiträume muskuloskelettale Erkrankungen bei menschlichen Mitarbeitern verursachen können, sind Delta-Roboter nicht nur effizient, sondern auch in puncto Gesundheit und Sicherheit für Mitarbeiter vorteilhaft.

Was tun Industrieroboter?

Aufgrund der großen Vielfalt an Robotik und ihren Fähigkeiten haben Industrieroboter zahlreiche Anwendungen in der Fertigung. Typischerweise werden Roboter in der Fertigungsindustrie benötigt für:

• Schweißen
• Lackieren
• Pick & Place
• Verpacken & Etikettieren
• Montage & Demontage
• Produktinspektion
• Produkttests
• Palettieren
• Polieren
• Schleifen
• Entgraten

All diese Anwendungen werden mit Geschwindigkeit und Präzision durchgeführt, die manuelle Arbeit nicht erreichen kann.

Branchen mit robotischer Automatisierung

Mit fortlaufenden Fortschritten in der robotischen Automatisierung treten Industrieroboter weiterhin als einflussreiche Akteure auf dem globalen Markt auf. Hier sind einige Branchen, die Automatisierung für größere Effizienz, Produktivität und Präzision nutzen.

Automobil

Die Automobilindustrie hat der Automatisierung viel zu verdanken. Seit über 50 Jahren wird robotische Automatisierung in der Automobilindustrie in Montagelinienprozessen und Produkttests eingesetzt. Viele Automobilwerke sehen menschliche Mitarbeiter Seite an Seite mit Robotik, um Produktion zu beschleunigen. Da Roboter flexibler sind und keine Ruhe brauchen, können sie dieselben monotonen Aufgaben mit Geschwindigkeit und Genauigkeit ausführen.

Elektronikfertigung 

Hersteller müssen der ständigen Nachfrage nach Smartphones, Flachbildfernsehern und anderen Elektronikgeräten gerecht werden. Dies ist mit Automatisierungstechnologie möglich. Diese Roboterarten können die Produktion auf Fabrikhallen steigern, ohne den Bedarf an wertvollem Platz zu erhöhen. Diese Industrie hat speziell Cobots für ihre Variabilität in der Aufgabenbewältigung und Fähigkeit, neben Mitarbeitern zu arbeiten, eingesetzt.

Medizin

Die Medizin hat stark von Fortschritten in der robotischen Automatisierung profitiert. Roboter helfen Chirurgen nun bei Operationen, die Präzision erfordern. In einem Szenario performte ein halbautonomer chirurgischer Roboter besser als menschliche Chirurgen mit erhöhter Präzision und weniger Schaden am umliegenden Gewebe. Wenn selbst das durch die Hand eines Chirurgen pumpende Blut die Operationspräzision beeinflussen kann, kann die Genauigkeit von Robotern höhere Erfolgsraten bei empfindlichen medizinischen Eingriffen sichern.

Lebensmittelherstellung 

Robotik in der Lebensmittel- und Getränkeherstellung verbessert Produktqualität durch Detektion von Defekten im Produktionsprozess mittels Machine-Vision-Sensoren und -Kameras sowie Verarbeitungshardware und Software-Algorithmen. Das Ergebnis: bessere, konsistentere Qualität von Lebensmitteln und verbesserte Sicherheit für Verbraucher.

Landwirtschaft

Die Landwirtschaft nutzt Robotik, um Produktivität zu steigern und Kosten zu senken. Mit Sensortechnologie können Landwirte Krankheiten und Schädlinge überwachen, die Ernteerträge negativ beeinflussen. Automatisierte Systeme für Operationen wie Beschneiden, Spritzen und Unkrautentfernung werden zunehmend populär.

Geld sparen mit Fertigungsrobotern

Fertigungsroboter bieten zahlreiche Vorteile, einschließlich Kosteneinsparungen. Das mag überraschen, da kleinere Fertigungsunternehmen annehmen, dass Roboteranschaffung eine teure Investition ist. Zwar kann der initiale Kosten hoch sein, doch die Vorteile können Herstellern Tausende Dollar in reduzierten Kosten und verbesserter Produktivität einsparen.

Der erste und offensichtlichste Weg, wie Roboter Fertigungskosten senken: Sie benötigen keine Vergütung. Obwohl der initiale Kosten abschreckend wirken mag, werden Fertigungsunternehmen langfristigen Return on Investment sehen. Dies ist auf mehrere Schlüsselvorteile zurückzuführen:

• Roboter können 24/7 ohne Unterbrechung arbeiten, wenn nötig
• Sie benötigen kein Licht, was Energieverbrauch reduziert
• Hochpräzise, wiederholbare Bewegungen reduzieren Zeit für Fehlerkorrektur

Industrieroboter bieten Herstellern größere Konsistenz und bessere Qualität bei repetitiven Aufgaben. Ihr Verhalten ist vorhersehbar, ihre Bewegungen präzise. Das bedeutet, sie können hochwertige Produkte mit geringer Variation und größerer Konsistenz als menschliche Pendants produzieren.

Zudem müssen Roboterarbeiter keine Pausen machen und können 24 Stunden am Tag ohne Schichtwechsel oder andere Unterbrechungen arbeiten. Einmal korrekt programmiert und trainiert für einen bestimmten Job, kann ein Roboter Produktion beschleunigen, indem er Teilzykluszeiten verkürzt und effizientere Fertigungsprozesse schafft – was in höhere Gewinne mündet.

Robotik als wettbewerbsfähige Geschäftslösung

Automatisierung in der Fertigung ist für Unternehmen aller Größen hochkosteneffektiv. Statt Jobs ins Ausland auszulagern, können kleinere Unternehmen Roboter für ausgewählte Aufgaben zu geringeren Kosten und mit höherwertigen Ergebnissen einsetzen als mit ausgelagerten Arbeitern.

Das ist wichtig, da es Herstellern ermöglicht, ihren Betrieb in den USA zu halten und dennoch im globalen Markt zu konkurrieren. Tatsächlich wird Automatisierung immer notwendiger für Unternehmen, die mehr Jobs in den USA schaffen und wettbewerbsfähig bleiben wollen.

Jobwachstumschancen in der Robotik

Eine der größten Auswirkungen von Robotern in der Fertigungsindustrie ist die Schaffung neuer Jobchancen für menschliche Arbeiter. Statt schwere Teile zu bewegen oder monotone Aufgaben auszuführen, können Arbeiter lernen, Maschinen zu programmieren und zu warten. Ein Bericht eines Schweizer Think Tanks prognostiziert, dass Roboter bis 2022 weltweit 75 Millionen Jobs verdrängen, aber 133 Millionen neue schaffen – ein Netto-Plus von 58 Millionen Jobs.

Da Fertigungs- und Robotikindustrien Seite an Seite weiterwachsen, entstehen zahlreiche neue Jobchancen. Nicht nur sind diese Jobs wünschenswerter, sie nehmen menschliche Arbeiter auch aus potenziell gefährlichen Situationen. Roboter können hochrepetitive Aufgaben ohne Risiko von Verletzungen wie Karpaltunnelsyndrom erledigen oder für gefährliche Aufgaben eingesetzt werden, bei denen Mitarbeiter gefährlichen Dämpfen oder Umgebungen ausgesetzt wären. Beispiel: Roboter handhaben radioaktiven Abfall seit vor den 1980ern.

Ihr Business fit für robotische Fertigung machen

Dank Industrierobotern steht die Fertigungsindustrie vor einer Revolution. Da Robotik in Fertigungsprozessen noch intelligenter, effizienter und kosteneffektiver wird, werden Roboter für komplexere Aufgaben herangezogen. Aber das bedeutet nicht, dass Robotik für kleine bis mittlere Fertigungsunternehmen außer Reichweite ist.

Mit der richtigen Beratung können Sie ermitteln, welche Fertigungsrobotik für Ihre Anlagen und Produktionsprozesse passend ist. Wenden Sie sich an die Roboterautomatisierungsexperten von CMTC und sehen Sie, wie Robotermanufacturing Ihr eigenes Geschäft transformieren kann!